CN102483978B - 热敏电阻及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高度较低、能利用回流进行安装、能安装于极小空间内的热敏电阻,以及能廉价制造、能尽可能地抑制裂缝的产生的热敏电阻的制造方法。NTC热敏电阻包括:金属基材(11);形成于该金属基材(11)上的热敏电阻薄膜层(15);以及形成于该热敏电阻薄膜层(15)上的一对分割电极(21)、(22)。在载体膜上涂布陶瓷浆料,从而形成热敏电阻薄膜层(15),在该热敏电阻薄膜层(15)上涂布含有金属粉的糊料涂,从而形成金属基材(11),进一步在金属基材(11)上涂布电极糊料,从而形成分割电极(21)、(22)。然后将三者一体烧成。
Description
技术领域
本发明涉及热敏电阻及其制造方法,尤其涉及将金属基材、热敏电阻薄膜层及电极进行层叠而成的热敏电阻及其制造方法。
背景技术
以往,作为在保护电路中用作温度传感器等的NTC热敏电阻或PTC热敏电阻,已知有专利文献1所记载的热敏电阻。该热敏电阻包括:兼为电极的平板状金属基板、形成于所述平板状金属基板的一表面上的热敏电阻器膜、以及形成于所述热敏电阻器膜上的电极膜。
然而,由于所述热敏电阻具有将平板状金属基板作为一电极、将形成于最上层的电极膜作为另一的电极的结构,因此,与电极膜的电连接必须依赖引线接合,从而无法将热敏电阻安装于极小空间内。例如,在用作安装于印刷布线基板上的IC元器件的温度传感器的情况下,印刷布线基板与IC元器件之间产生150~200μm的微小间隙,优选将热敏电阻安装于该间隙内。然而,若利用引线接合来进行安装的话,则无法安装于这样的极小空间内。
此外,上述热敏电阻中存在以下问题:由于利用溅射等气相法来形成热敏电阻器膜(热敏电阻薄膜),因此,成本上升、生产率下降。而且,上述热敏电阻还存在以下的问题:若在金属基板或热敏电阻器膜中产生裂缝等,则电阻值发生波动,从而作为温度传感器的特性会发生变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开昭61-245502号公报
发明内容
发明所要解决的问题
为此,本发明的目的在于,提供一种能利用回流进行安装、能安装于 极小空间内的热敏电阻及其制造方法。本发明的另一个目的在于,提供一种高度较低、能尽可能地抑制裂缝的产生、并且能廉价制造的热敏电阻及其制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
作为本发明的实施方式1的热敏电阻的特征在于,包括:金属基材;形成于该金属基材上的热敏电阻薄膜层;以及形成于该热敏电阻薄膜层上的一对分割电极。
在所述热敏电阻中,能利用回流将一对分割电极焊接于印刷布线基板的连接盘上,不需要利用引线接合来进行安装,因此,即使在200μm以下的极小空间中也能进行安装。
尤其是,若金属基材的厚度为10~80μm,热敏电阻薄膜层的厚度为1~10μm,则不仅能达到高度较低,而且通过使薄膜的热敏电阻与金属基材成为一体,从而具有柔性。因此,即使对热敏电阻施加应力,热敏电阻薄膜层部分也不易产生裂缝,即使在安装空间内存在凹凸、台阶等的情况下,也可以安装所述热敏电阻。
此外,即使对热敏电阻施加过度的应力而产生挠曲,导致在热敏电阻薄膜层的中央部产生裂缝,由于所述热敏电阻采用分割电极,热敏电阻薄膜层的中央部分不是通电路径,因此,不易影响热敏电阻的电气特性。
作为本发明的实施方式2的热敏电阻的制造方法,该热敏电阻包括:金属基材;形成于该金属基材上的热敏电阻薄膜层;以及形成于该热敏电阻薄膜层上的一对分割电极,该热敏电阻的制造方法的特征在于,包括:
将陶瓷浆料以规定的厚度涂布于载体膜上,从而形成成为所述热敏电阻薄膜层的陶瓷生片的工序;
将含有金属粉的糊料以规定的厚度涂布于所述陶瓷生片上,从而形成成为金属基材的金属基材片材的工序;
将电极糊料以规定的厚度涂布于所述陶瓷生片的与形成有所述金属基材片材的面相对的面上,从而形成成为分割电极的分割电极图案的工序;以及
将所述金属基材片材、所述陶瓷生片、以及所述分割电极图案一体烧成的工序。
在所述制造方法中,由于利用固相法形成热敏电阻薄膜层,因而能比气相法廉价地进行制造,而且,由于将金属基材、热敏电阻薄膜层、以及分割电极一体烧成,因此,能尽可能地抑制金属基材和热敏电阻薄膜层产生裂缝。
发明效果
根据本发明,能得到高度较低、能利用回流进行安装、能安装于极小空间内的热敏电阻。此外,由于利用固相法形成热敏电阻薄膜层,因此,能廉价地进行制造,且通过一体烧成,能尽可能地抑制裂缝的产生。
附图说明
图1表示作为实施例1的热敏电阻,图1(A)是俯视图,图1(B)是主视图。
图2是所述热敏电阻的等效电路图。
图3是表示所述热敏电阻的通电状态的说明图。
图4是表示所述热敏电阻的制造工序的说明图。
图5是表示作为实施例3的热敏电阻的剖视图。
图6是表示作为实施例3的热敏电阻的变形例的剖视图。
图7是表示作为实施例4的热敏电阻的剖视图。
图8是表示作为实施例5的热敏电阻的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明所涉及的热敏电阻及其制造方法的实施例进行说明。另外,在各图中,对共同的元器件和部分标注相同的标号,并且省略重复的说明。
(实施例1,参照图1~图3)
如图1所示,作为实施例1的NTC热敏电阻1A由金属基材11、形成于该金属基材11上的热敏电阻薄膜层15、以及形成于该热敏电阻薄膜层15上的一对分割电极21、22所构成。金属基材11由金属粉糊料形成为片 状,热敏电阻薄膜层15由陶瓷浆料形成为片状,分割电极21、22使电极材料糊料形成为规定形状,将这三者一体烧成。另外,亦可至少将金属基材11和热敏电阻薄膜层15一体烧成。
金属基材11的厚度为10~80μm左右,热敏电阻薄膜层15的厚度为1~10μm左右,分割电极21、22的厚度为0.1~10μm左右,整个热敏电阻1A的厚度为10~100μm左右。此处,将热敏电阻1A的整体长度尺寸设为L,将整体宽度尺寸设为W,将分割电极21与分割电极22之间的距离设为Lp,将分割电极21、22的短边长度设为L1,将至热敏电阻1A的端面为止的尺寸设为Lg,将长边长度设为W1,将至热敏电阻1A的侧面为止的尺寸设为Wg。而且,将金属基材11的高度尺寸设为Tb,将热敏电阻薄膜层15的厚度设为Tt。
对于热敏电阻薄膜层15,可以使用以任意的组合适量含有Mn、Ni、Fe、Ti、Co、Al、Zn等的各种陶瓷材料。实际上,使用上述过渡金属元素的氧化物来进行混合,但也可以将上述元素的碳酸盐、氢氧化物等作为起始原料来使用。对于金属基材11及分割电极21、22,可以使用Ag、Pd、Pt、Au等贵金属或Cu、Ni、Al、W、Ti等贱金属的单质、或使用含有这些金属的合金。
作为使金属基材11和热敏电阻薄膜层15形成为片状的方法,一般采用刮刀法(doctor blade),但也可以是丝网印刷、凹版印刷、喷墨方式。可以利用丝网印刷等印刷法、溅射法或蒸镀法来形成分割电极21、22。另外,对于材料和制造工序在下文进行详细叙述。
此处,参照图2对热敏电阻1A的等效电路进行说明。分割电极21、22成为输入输出端子,电阻R1、R2由热敏电阻薄膜层15所形成,并且电阻R1、R2经由金属基材11进行串联电连接。即,分割电极21、22经由与其直接相接触的热敏电阻薄膜层15所引起的电阻R1、R2来构成热敏电阻电路。
由于在热敏电阻薄膜层15的表面上形成有分割电极21、22,因此,通电状态如图3中的箭头所示那样成为经过热敏电阻薄膜层15的与分割电极21、22相接触的部分和金属基材11的路径。在热敏电阻1A挠曲时或利用安装器进行安装时,在热敏电阻薄膜层15的中央部分容易产生裂缝。然而,即使假设在热敏电阻薄膜层15的中央部分产生了裂缝,由于该部分不是通电路径,因此,也不会对热敏电阻1A的电气特性产生影响。
具有以上结构的NTC热敏电阻1A例如被用作安装于印刷布线基板上的IC元器件的温度传感器。在此情况下,利用回流将分割电极21、22焊接于印刷布线基板的连接盘上,由此来安装热敏电阻1A。由于作为本实施例1的热敏电阻1A的高度降低至10~100μm左右,因此,能安装于在印刷布线基板与IC元器件之间形成的150~200μm左右的间隙内。通过将热敏电阻1A安装于该间隙内,作为温度传感器,能立刻响应IC元器件的温度上升。
此外,由于薄膜的热敏电阻与金属基材成为一体,从而具有柔性。因此,即使对热敏电阻施加应力,热敏电阻薄膜层部分也不易产生裂缝,即使安装空间内存在凹凸、台阶等的情况下,也能安装热敏电阻1A。
(制造工序,参照图4)
接下来,对上述热敏电阻1A的制造工序进行说明。首先,作为热敏电阻薄膜层15的原料,将Mn-Ni-Fe-Ti的氧化物按规定的配合(以电阻率成为104Ωcm为目标)进行称量,利用球磨机、并使用氧化锆等粉碎介质充分进行湿式粉碎,然后,在规定的温度下进行煅烧,从而得到陶瓷粉末。
对上述陶瓷粉末添加有机粘合剂,进行湿式混合处理而形成浆状,利用刮刀法使所得到的浆料成为烧成后的厚度为1~15μm的陶瓷生片,由此得到陶瓷生片。在所得到的陶瓷生片上,利用刮刀法使以Ag-Pd为主要成分的金属基材用糊料形成为烧成后的厚度为5~100μm的金属基材片材,并将其作为母片。而且,为了比较讨论,在厚度为30μm的金属基材片材上利用溅射法形成厚度为0.5μm的热敏电阻薄膜层,并将其作为比较讨论用母片。然后,在陶瓷生片上丝网印刷Ag-Pd糊料,并形成分割电极。
接下来,将形成了分割电极的各母片切割成一个单位的热敏电阻,并将其收容于氧化锆制的烧箱(sagger)内进行脱粘合剂处理,然后,在规定温度(例如,900~1300℃)下进行烧成。藉此,得到包括金属基材11、热敏电阻薄膜层15、以及分割电极21、22的层叠型的热敏电阻1A。
具体的工序如图4(A)所示,在由PET制成的载体膜31上涂布上述陶瓷浆料,利用刮刀法形成成为热敏电阻薄膜层的陶瓷生片15,进一步在该陶瓷生片15上涂布上述金属基材用糊料,并利用刮刀法形成成为金属基材的金属基材片材11。将膜31、片材15、11切割成包含许多个母片的尺寸(参照图4(B)),然后将片材15、11从膜31上进行剥离(参照图4(C))。然后,在片材15上丝网印刷Ag-Pd糊料,从而形成分割电极21、22(参照图4(D)),然后切割成规定的贴片(chip)尺寸(参照图4(E))。对该贴片进行烧成,从而得到层叠型的热敏电阻1A。
对由上述工序所得到的热敏电阻实施以下进行说明的各种试验,然后,利用光学显微镜及扫描型电子显微镜(SEM)等对热敏电阻进行观察,确认了缺陷(裂缝)的产生情况。此外,在试验前后,对室温电阻值(是指室温为25℃时的电阻值,以下相同)进行测定,验证了室温电阻值的电阻是否因负载试验而发生变化。另外,与负载试验前相比,电阻变化的变化率小于±1%的情况被判定为无电阻变化。
(评价试验)
首先,实施了卷绕试验。卷绕试验中,将长度500mm、宽度5mm的热敏电阻试片卷绕在直径为0.71cm、1.30cm、5.07cm、10.13cm的圆筒上并保持10秒钟,这些直径相当于挠曲量为1mm、2mm、8mm、16mm时的热敏电阻的翘曲量。试片中,金属基材的厚度Tb为30μm,热敏电阻薄膜层的厚度Tt为0.5~15.0μm。
试验结果如以下的表1所示,通过对金属基材表面的裂缝进行观察,并对试验前后的电阻进行测定来进行了评价。采用以下的方法对有无裂缝进行了确认:即,利用光学显微镜以50倍、100倍的倍率对整个试料表面进行目测观察,进一步利用扫描型电子显微镜(SEM)以1000倍的倍率对整个试料表面进行目测观察。表1的评价栏内,记号◎表示没有观察到裂缝,试验前后的电阻变化率为±1%以下的情况。记号○表示观察到裂缝,但试验前后的电阻变化率为±1%以下的情况。记号×表示观察到裂缝,而且,试验前后的电阻变化率为±1%以上的情况。
表1
根据以上的卷绕试验,当热敏电阻薄膜层的厚度Tt比10μm要厚时,在相当于挠曲量为1mm的试验中产生了裂缝。当厚度Tt为1μm以下时,尽管结果得到了充分的肯定,但厚度小于1μm的热敏电阻薄膜层很难用固相法形成。从制造成本和生产率来看,固相法是有利的,因此,若以使用固相法为前提的话,则热敏电阻薄膜层的厚度Tt优选为1.0~10μm。
综上所述,通过使薄膜热敏电阻与金属基材形成为一体,能使热敏电阻具有柔性。尤其,若使热敏电阻薄膜层的厚度Tt为10μm以下,则具有能卷绕于直径为10.13cm的圆筒上的程度的柔性,更优选地,若使热敏电阻薄膜层的厚度Tt为2μm以下,则具有能卷绕于直径为0.71cm的圆筒上的程度的较佳的柔性。
接下来,实施了拉伸试验。在拉伸试验中,将长度50mm、宽度5mm的热敏电阻试片设置于拉伸试验机(岛津Autograph)上,测定了切断时的负载。在试片中,金属基材的宽度尺寸W为500μm、厚度Tb为5~100μm,热敏电阻薄膜层的厚度Tt为3μm。
试验结果如以下的表2所示,当金属基材的厚度Tb比10μm要薄时,拉伸强度显著下降,例如,在安装于印刷布线基板上时,由于连接盘之间的焊料应力而有可能被拉断。此外,在制造上较难处理。当厚度Tb比80μm要厚时,会具有足够的拉伸强度,但金属材料的使用量增加会导致成本上升,并有损于热敏电阻的低高度化。因此,金属基材的厚度Tb优选为10~80μm。不过,厚度Tb的上限并不一定受限于强度。
表2
接下来,利用FEM(有限元法)的仿真求出分割电极之间的距离Lp在室温(25℃)下的电阻值。此时所施加的电压为1V。将分割电极之间的距离Lp设为2.0~200μm,根据热敏电阻薄膜层的厚度Tt在1.0~10.0μm的范围内变化时的室温电阻值R(kΩ),利用下式计算出对于距离Lp的变化的电阻变化率ΔR/R(%/μm)。该值越大,表示电阻值的偏差越大。其他数值是:L=600μm,W=300μm,L1=200μm,W1=260μm,Tb=30μm,Wg=20μm。
ΔR/R(%/μm)={(R1-R2)/R2}/(Lp1-Lp2)
R1:分割电极之间距离为Lp1时的电阻值
R2:分割电极之间距离为Lp2时的电阻值
另外,Lp1和Lp2是表中连续排列的相邻的数值,且Lp1>Lp2。例如,当Lp1为200μm时Lp2为190μm,当Lp1为190μm时Lp2为180μm。因此,对表的最后一行(表3中,Lp为2.0μm)来说,由于不存在比较对象,因此用“-”来进行表示。此外,当ΔR/R(%/μm)中得到了超过1.00的值的情况下,即使进一步减小Lp1及Lp2的值,ΔR/R(%/μm)也比1.00要大,因此,省略试验,并用“-”来进行表示。
仿真的结果如以下的表3所示,电阻变化率ΔR/R优选为±0.2%以下。即,距离Lp优选为Tt+5μm以上,若比Tt+5μm要窄的话,则元件电阻不仅在厚度方向受到影响,而且还在表面方向受到影响。其结果是,距离Lp对电阻的贡献程度增大,且因加工误差而产生电阻值的偏差。此外,当分割电极之间产生裂缝等时,电阻值会发生变化。
表3
与上述相同地,也利用仿真对分割电极的端面距离Lg求出了在室温(25℃)下的电阻值。将端面距离Lg设为0.0~20.0μm,计算出热敏电阻 薄膜层的厚度Tt在1.0~10.0μm的范围内变化时的室温电阻值R(kΩ)、以及电阻变化率ΔR/R(%/μm),在以下的表4中示出计算结果。将侧面距离Wg设为20μm,其他数值记载在表4的栏外。
表4
此外,也利用仿真对分割电极的侧面距离Wg求出了电阻值。将侧面距离Wg设为0.0~20.0μm,计算出热敏电阻薄膜层的厚度Tt在1.0~10.0μm的范围内变化时的室温电阻值R(kΩ)、以及电阻变化率ΔR/R(%/μm), 在以下的表5中示出计算结果。将端面距离Lg设为20μm,其他数值记载在表5的栏外。
表5
对于距离Lg、Wg来说,也优选电阻变化率ΔR/R为±0.2%以下。即,优选将距离Lg、Wg确保为5μm以上,从而能防止因端面及侧面的表面泄漏而引起的电阻变化的影响。
(实施例2)
实施例2由与图1所示的实施例1相同的结构所构成,准备以下的表6及表7所示的材料,利用与上述相同的制造工序,来制作了Tb=30μm、L=600μm、W=300μm、L1=200μm、W1=260μm、Lg=20μm、Wg=20μm、Lp=160μm、Tt=5μm的热敏电阻。另外,表6及表7所示的线膨胀系数是通过从金属基材材料及热敏电阻薄膜材料制成截面为2.0mm×2.0mm、长度为5.0mm的棱柱、在大气氛围下利用TMA实施线膨胀系数的测定所得到的结果。以30℃为基准、表示在800℃下的线膨胀系数的值。测定条件为升温速度10℃/min(分钟)、载荷10gf。
表6
金属基材材料 | 线膨胀系数(×10-5/k) |
Ag:100 | 1.93 |
Ag:80,Pd:20 | 1.79 |
Ag:70,Pd:30 | 1.65 |
Ag:30,Pd:70 | 1.49 |
Pd:100 | 1.35 |
Pt:100 | 0.89 |
表7
热敏电阻薄膜材料 | 线膨胀系数(×10-5/k) |
Mn-Ni-Al | 0.76 |
Mn-Ni-Fe | 0.93 |
Mn-Co-Fe-Al | 1.19 |
Mn-Co-Fe-Ti | 1.39 |
Mn-Co-Cu | 1.80 |
而且,利用扫描型电子显微镜对一体烧成后的热敏电阻的表面进行观 察,检查了是否产生裂缝。在以下的表8中示出其结果。
表8
从图8可见,通过将金属基材材料和热敏电阻薄膜材料的线膨胀系数比率设为0.75~2.17,能够抑制一体烧成时(尤其是烧成后降温时)因线膨胀差异而产生裂缝。由于陶瓷材料尤其对拉伸应力较弱,因而比金属基材材料要早收缩的情况下(热敏电阻薄膜材料的线膨胀系数较大的情况下)容易产生裂缝。此外,通过将两种材料的线膨胀系数比率设于上述的数值范围内,能抑制在利用回流将本热敏电阻安装于基板上时因热应力而产生裂缝。
(实施例3,参照图5)
如图5所示,作为实施例3的NTC热敏电阻1B与上述实施例1的相同之处在于:包括金属基材11、热敏电阻薄膜层15、以及分割电极21、22,不同之处在于:在热敏电阻薄膜层15上形成有保护层16,并且,在分割电极21、22上形成有Ni镀层23和Sn镀层24。
在金属基材11的表面上也形成有Ni镀层23’和Sn镀层24’,然而它们在形成镀层23、24时同时形成。在金属基材11为Ag/Pd等的情况下,对该镀层23’、24’能够期待防止Ag迁移的效果。
保护层16用于在形成镀层23、24时抑制热敏电阻薄膜层15被镀敷浸蚀,只要是玻璃、树脂、绝缘体陶瓷等不被镀敷浸蚀的绝缘体材料即可。尤其是在对保护层16使用绝缘体陶瓷的情况下,在将金属基材11和热敏 电阻薄膜层15一体烧成时,通过预先在热敏电阻薄膜层15上形成绝缘体陶瓷生片,从而能使金属基材11、热敏电阻薄膜层15、以及保护层16以一体烧成的方式形成,因此,能简化制造工序,使热敏电阻薄膜层15与保护层16之间的粘附性良好。
(变形例,参照图6)
图6所示的热敏电阻1B’相对于图5所示的上述热敏电阻1B,在金属基材11的背面和侧面也都形成有保护层16。这种热敏电阻利用回流通过焊料42安装于形成在印刷布线基板40表面的连接盘41上。此时,若金属基材11在表面露出,则未图示的导电性元器件或布线等有可能与金属基材11导通。这样,通过用保护层(绝缘层)16来覆盖热敏电阻的除分割电极21、22之外的整个表面,从而能预防这样的短路事故。
(实施例4,参照图7)
如图7所示,作为实施例4的热敏电阻1C在分割电极21、22的正下方形成有比分割电极21、22稍小的矩形的热敏电阻薄膜层15。与上述实施例3的相同之处在于:在分割电极21、22上形成有Ni镀层23和Sn镀层24。
在上述实施例3(参照图5)中,由于在分割电极21、22上形成有保护层16,因此,若要使保护层16完全覆盖热敏电阻薄膜层15,无论如何要将保护层16重叠于分割电极21、22的周围(参照图5的A部)。在此情况下,在A部,由于基底的不同,保护层16的烧成情况或烧结动作会发生变化,在A部有可能产生裂缝。为此,如本实施例4这样,通过将热敏电阻薄膜层15设置于分割电极21、22的正下方,将保护层16和热敏电阻薄膜层15设置于同一平面上,保护层16的基底全部为金属基材11,从而能消除作为重叠部分的A部的存在,进而也能消除裂缝产生的可能性,而且,热敏电阻的整体厚度变薄。
此处,对于作为实施例4的热敏电阻1C因分割电极21、22的面积偏差而引起的电阻值的变化,在表9中示出利用所示的试料No1~No4进行测定所得到的结果。对每个试料No1~No4,将分割电极21、22的面积 (L1×W1)设为310μm的方形(square)、300μm的方形、290μm的方形这三种,将热敏电阻材料的电阻率ρ1设为10 kΩcm,针对试料No1将保护层16的电阻率ρ2设为10 kΩcm,针对试料No2设为100 kΩcm,针对试料No3设为1000 kΩcm,针对试料No4设为10000 kΩcm。热敏电阻薄膜层15的面积为250×250μm,厚度(Tt)为3μm。此外,L=1000μm,W=500μm,Tb=30μm,Lg=20μm,Lp=960μm-分割电极的L方向尺寸(290、300、310μm),Wg=20μm。另外,ρ1是成为热敏电阻薄膜层的热敏电阻材料(具体而言为Mn-Ni-Fe-Ti热敏电阻材料)的电阻率。此外,ρ2是成为保护层的绝缘体材料(具体而言为Fe-Mn铁氧体材料)的电阻率,通过变更组成比来改变电阻率。根据下式计算出电阻值的变化率(%)。
电阻值的变化率=(R2-R1)/R1×100
R1:分割电极面积为290 μm的方形时的元件电阻值
R2:分割电极面积为310 μm的方形时的元件电阻值
表9
从表9可见,电阻值的变化率(%)在ρ2/ρ1为1(试料No1)时为14.27,在ρ2/ρ1为10(试料No2)时为1.86,在ρ2/ρ1为100(试料No3)时为0.19,在ρ2/ρ1为1000(试料No4)时为0.02。当ρ2/ρ1为100倍以上时,即使分割电极21、22的面积产生偏差,也能将电阻值的变化率抑制在0.2%以下,因此较为有利。
(实施例5,参照图8)
如图8所示,作为实施例5的热敏电阻1D将热敏电阻薄膜层15的面积设定得比分割电极21、22的面积要大,换言之,使热敏电阻薄膜层15的外周部分B位于分割电极21、22的外周部分的外侧,保护层16覆盖至热敏电阻薄膜层15的外周部分B的稍许内侧。其他结构与实施例4相同。
本实施例5中,由于保护层16覆盖着热敏电阻薄膜层15的外周部分B,因此,能利用保护层16与金属基材11的紧贴来保持热敏电阻薄膜层15,从而防止热敏电阻薄膜层15从金属基材11上发生剥离。假设热敏电阻薄膜层15从金属基材11上发生剥离,则电阻值所贡献的区域减小,因此,电阻值有增大的趋势,然而本发明没有这样的担心。由于保护层16不影响热敏电阻特性,因此,只要选择与金属基材11粘附性较好的材料即可。
此外,如本实施例5所示,形成热敏电阻薄膜层15,然后形成保护层16,并且使保护层16的一部分与热敏电阻薄膜层15的外周部分重叠,然后形成分割电极21、22,在这种情况下,在分割电极21、22中的热敏电阻薄膜层15侧的外周部分与热敏电阻薄膜层15之间形成有保护层16的外周部分。在此情况下,即使在保护层16的A部与热敏电阻薄膜层15之间,因产生裂缝而在形成镀层时生长了镀层23、24,由于分割电极21、22远离产生裂缝的部位(A部),因此,分割电极21、22不会与金属基材11发生短路。
(其他实施例)
另外,本发明所涉及的热敏电阻及其制造方法并不限于上述实施例,在其要点范围内能进行各种改变。
特别是,上述实施例所示的热敏电阻的各种尺寸只不过是一个例子。而且,金属基材、热敏电阻薄膜层、以及分割电极的细节的形状等可以是任意的。
工业上的实用性
如上所述,本发明对热敏电阻及其制造方法是有用的,尤其在高度较低、利用回流等来进行安装、能廉价制造、能尽可能抑制裂缝的产生方面 较为优异。
标号说明
1A、1B、1B’、1C、1D…热敏电阻
11…金属基材
15…热敏电阻薄膜层
16…保护层(绝缘层)
21、22…分割电极
31…载体膜
Claims (10)
1.一种热敏电阻,包括:金属基材;形成于该金属基材上的热敏电阻薄膜层;以及形成于该热敏电阻薄膜层上的一对分割电极,
所述金属基材的厚度大于所述热敏电阻薄膜层的厚度,
所述热敏电阻薄膜层的与所述一对分割电极相接的部分通过所述金属基材通电,
所述金属基材的厚度为10~80μm,所述热敏电阻薄膜层的厚度为1~10μm,
将所述分割电极之间的距离设为Lp、将所述热敏电阻薄膜层的厚度设为Tt时,Lp≥Tt+5μm。
2.如权利要求1所述的热敏电阻,其特征在于,从所述分割电极的、靠近所述热敏电阻薄膜层端部的端部至所述热敏电阻薄膜层端部为止的距离为5μm以上。
3.如权利要求1所述的热敏电阻,其特征在于,所述金属基材的线膨胀系数与所述热敏电阻薄膜层的线膨胀系数之比为0.75~2.17。
4.如权利要求1所述的热敏电阻,其特征在于,所述金属基材由金属粉糊料形成为片状,所述热敏电阻薄膜层由陶瓷浆料形成为片状。
5.如权利要求4所述的热敏电阻,其特征在于,所述片状的金属基材与所述片状的热敏电阻薄膜层在层叠为一体的状态下进行烧成。
6.如权利要求1所述的热敏电阻,其特征在于,在所述热敏电阻薄膜层的至少形成有分割电极的面上形成有由绝缘体材料所构成的保护层。
7.如权利要求6所述的热敏电阻,其特征在于,成为所述热敏电阻薄膜层的热敏电阻材料、与成为所述保护层的绝缘体材料的电阻率之差为100倍以上。
8.如权利要求1所述的热敏电阻,其特征在于,与各所述分割电极相对应地分割开来形成所述热敏电阻薄膜层,并使所述热敏电阻薄膜层的外周部分位于所述分割电极的外周部分的外侧。
9.如权利要求6所述的热敏电阻,其特征在于,在所述分割电极中的位于所述热敏电阻薄膜层一侧的外周部分与所述热敏电阻薄膜层之间形成有所述保护层的外周部分。
10.一种热敏电阻的制造方法,该热敏电阻包括:金属基材;形成于该金属基材上的热敏电阻薄膜层;以及形成于该热敏电阻薄膜层上的一对分割电极,
该热敏电阻的制造方法包括:
将陶瓷浆料以规定的厚度涂布于载体膜上,从而形成成为所述热敏电阻薄膜层的陶瓷生片的工序;
将含有金属粉的糊料以规定的厚度涂布于所述陶瓷生片上,从而形成成为金属基材的金属基材片材的工序;
将电极糊料以规定的厚度涂布于所述陶瓷生片的与形成有所述金属基材片材的面相对的面上,从而形成成为分割电极的分割电极图案的工序;以及
将所述金属基材片材、所述陶瓷生片、以及所述分割电极图案一体烧成的工序,
将所述热敏电阻制造成:所述金属基材的厚度大于所述热敏电阻薄膜层的厚度,所述热敏电阻薄膜层的与所述一对分割电极相接的部分通过所述金属基材通电,所述金属基材的厚度为10~80μm,所述热敏电阻薄膜层的厚度为1~10μm,将所述分割电极之间的距离设为Lp、将所述热敏电阻薄膜层的厚度设为Tt时,Lp≥Tt+5μm。
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